In this paper, a prototype tele-operative system with a mobile base was developed in order to automate cultivation of house melon. A man-machine interactive hybrid decision-making system via tele-operative task interface was proposed to overcome limitations of computer image recognition. Identifying house melon including position data from the field image was critical to automate cultivation. And it was not simple especially when melon is covered partly by leaves and stems. The developed system was composed of 5 major modules: (a) main remote monitoring and task control module, (b) wireless remote image acquisition and data transmission module, (c) three-wheel mobile base mounted with a 4 dof articulated type robot manipulator (d) exchangeable modular type end tools, and (e) melon storage module. The system was operated through the graphic user interface using touch screen monitor and wireless data communication among operator, computer, and machine. Once task was selected from the task control and monitoring module, the analog signal of the color image of the field was captured and transmitted to the host computer using R.F. module by wireless. A sequence of algorithms to identify location and size of a melon was performed based on the local image processing. Laboratory experiment showed the developed prototype system showed the practical feasibility of automating various cultivating tasks of house melon.
In this study, we developed an automatic module changer for agricultural implements for using in unmanned agricultural robots. An automatic module changer is attached by lowering from the top to bottom of the implements and fixing the four fastener bars attached to the implements in combination. The lift function was implemented using seesaw-type structures to keep the engagement point constant when the automatic module changer climbs and descends, and the switching function of the automatic module changer was implemented using the link device in the cam structure. We developed an algorithm to check the presence of attachment and opening/closing of the workpiece using limit switches and verified the performance through combination assessment and weight lift test to assess whether the combination was within the error range.
The use of a robotic transplanter reduces the labor requirement in the greenhouse by carrying out repetitive tasks in an accurate and reliable manner. The transplanter manipulates seedlings by means of end-effector. The end-effector is designed differently from an industrial robot because it manulates biological seedlings of variable size, shape, position, and orientation. This study was conducted to develop an end-effector of a robotic transplanter for bedding plants. The development of an end-effector included selection of the best finger type for the transplanting operation. The performance of developed end-effector was tested and compared with two different transplanting schemes depending on the leaf-orientation consideration. The end-effector developed in this research reliably handled seedlings during transplanting task. Results showed that the shovel type finger was suitable for transplanting with the damaging seedlings.
This study was conducted to develop the vision system of a robotic transplanter for plug-seedling. A color image processing algorithm was developed to identify and locate empty cells and bad plants in the seedling tray. The image of pepper and tomato seedling tray was segmented into regions of plants, frame and soil using threshold technique which utilized Q of YIQ for finding leaves and H of HSI for finding frame of tray in the color coordinate system. The recognition system was able to successfully identify empty cells and bad seeding and locate their two-dimensional locations. The overall success rate of the recognition system was about 99%.
지금의 농산업 기술발전에서 발생하는 사회적 갈등을 방지 할 수 있는 기술혁신의 일종으로 무인 시스템을 탑재한 미니로봇의 개발에 대해 연구한다. 해당 로봇은 모바일 5축 매니퓰레이터 형태를 기반으로 하여 험지에서 이동하기 위해 궤도바퀴를 이용하였고 웹 서버와 자율주행 기술로 일련의 무인 시스템을 구축하였다.
This study was developed image processing algorithm for recognition of few teats of a cow in the image using black and white camera attached with infrared filter. Spectroscopic analysis was used for selection of a NIR filter to separate teats from udder skin in the image captured. To verify the performance of image processing algorithm was developed and NIR filter was selected, carried out an experiment with cows. NIR band-pass filter was used to pass the 975nm band of light spectrum. The image processing algorithm was developed could recognize all teats and the process time was 0.9 second to recognize the all teats and to acquire end position of teats.
With the advent of the 4th industrial revolution, autonomous driving technology is being commercialized in various industries. However, research on autonomous driving so far has focused on platforms with wheel-type platform. Research on a tracked platform is at a relatively inadequate step. Since the tracked platform has a different driving and steering method from the wheel-type platform, the existing research cannot be applied as it is. Therefore, a path-tracking algorithm suitable for a tracked platform is required. In this paper, we studied a path-tracking algorithm for a tracked platform based on a GPS sensor. The existing Pure Pursuit algorithm was applied in consideration of the characteristics of the tracked platform. And to compensate for "Cutting Corner", which is a disadvantage of the existing Pure Pursuit algorithm, an algorithm that changes the LAD according to the curvature of the path was developed. In the existing pure pursuit algorithm that used a tracked platform to drive a path including a right-angle turn, the RMS path error in the straight section was 0.1034 m and the RMS error in the turning section was measured to be 0.2787 m. On the other hand, in the variable LAD algorithm, the RMS path error in the straight section was 0.0987 m, and the RMS path error in the turning section was measured to be 0.1396 m. In the turning section, the RMS path error was reduced by 48.8971%. The validity of the algorithm was verified by measuring the path error by tracking the path using a tracked robot platform.
본 논문은 생산라인 자동화를 위한 로봇으로 제조업 시장 확대에 가장 큰 걸림돌이 되는 가격 경쟁력 및 인력난 해소를 위해 설계하였으며 다양한 소재에 대응하기 위해 그리퍼를 교체하여 적용이 되도록 하였다. 자동화를 위한 로봇은 소재의 내외경 가공 및 검사까지 모든 공정이 일괄적으로 이루어 져야하며 LCD 모니터에 생산수량 및 불량률 등의 정보를 실시간으로 나타내어 효율적인 생산계획을 수립할 수 있도록 하였다. 생산라인 자동화를 위해 로봇의 설계는 Auto CAD를 이용하였다. 부품의 가공은 CNC에 적용하기 위해 자동공급장치를 설계하였다. 가공이 완료된 후 측정한 값을 LCD모니터를 통하여 작업자가 알아볼 수 있게 나타냈다. 외경 1은 40.405, 외경2는 32.201, 내경 1은 23.346, 내경 2는 34.302로 나타났다. 측정결과 불량 측정을 위해 측정부의 결과 값이 나타나며 불량이 발생하면 그래프를 이용하여 어떤 부위에서 발생했는지를 알 수 있도록 하였다. 또한 결과 값은 자동으로 저장되도록 하였다. 생산라인 자동화를 위해 100EA를 측정한 결과 외경 1은 40.40438, 외경2는 32.20164, 내경 1은 23.34830 내경 2는 34.30033의 평균값을 나타냈다. 측정값의 검증은 하이트게이지로 측정한 결과 0.003 이내의 결과를 나타냈다. 따라서 본 로봇 자동화 시스템을 적용한다면 생산성 향상 및 불량률 감소가 가능하여 인력대체 및 가격경쟁력이 가능하다고 판단된다.
Purposes: This study was to validate the Robotic Smart Work System that can provides better working conditions and high productivity in unstructured environments like bio-industry, based on a tele-operation system for fruit harvesting with low cost 3-D positioning system on the laboratory level. Methods: For the Robotic Smart Work System for fruit harvesting and cultivation management in agriculture, a vision based tele-operating system and 3-D position information are key elements. This study proposed Robotic Smart Farming, an agricultural version of Robotic Smart Work System, and validated a 3-D position information system with a low cost omni camera and a laser marker system in the lab environment in order to get a vision based tele-operating system and 3-D position information. Results: The tasks like harvesting of the fixed target and cultivation management were accomplished even if there was a short time delay (30 ms ~ 100 ms). Although automatic conveyor works requiring accurate timing and positioning yield high productivity, the tele-operation with user's intuition will be more efficient in unstructured environments which require target selection and judgment. Conclusions: This system increased work efficiency and stability by considering ancillary intelligence as well as user's experience and knowhow. In addition, senior and female workers will operate the system easily because it can reduce labor and minimized user fatigue.
4차혁명에 따른 사회 문화 경제적 변화는 푸드테크 산업의 성장을 견인하는 배경이 되고 있다. 한국의 푸드테크산업은 아직까지 배달앱에 집중되어 있고 스마트팜, 인공지능을 비롯한 로봇시장은 발전 초기단계이다. 미국은 대체육업체가 이미 유니콘 기업에 다수 포함되어 있는 반면 소고기 수입 4위국인 한국은 대체육 개발이 미흡하다. 프랑스는 유럽 최대의 농업 국가답게 어그테크 중심으로 푸드테크가 발전하고 있으며 중국은 세계 제일의 인구수를 앞세워 거대화 된 온라인 전자 상거래 시장을 토대로 배달앱 중심의 푸드테크가 발달했다. 한국도 과거산업에 초점이 맞춰진 규제를 신산업에 적용할 수 있도록 변경하고 정계와 재계의 투자 및 연구에 집중하여 다양한 푸드테크 산업을 발전시켜야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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